Laitesukellus

Question: Milloin ensimmäinen sukellus laite keksittiin?





Laitesukellus on sukeltamista, jossa käytetään apuvälineinä hengityslaitetta[1] – tyypillisesti paineilmapulloa ja siihen yhdistettyjä hengitysilman annostimia.
Historiaa
Ensimmäinen kaupallinen laitesukelluslaite (Scuba-laite = Self Contained Underwater Breathing Apparatus) ilmestyi markkinoille vuonna 1878. Laitteen kehitti H.A. Fleuss, ja kyseessä oli suljetun kierron sukelluslaite. Siinä käytettiin hengityskaasuna puhdasta happea. Happi muuttuu myrkylliseksi jos sitä hengitetään yli kahden baarin paineessa (10m). Happea käytettiin, koska sitä tarvittiin suhteellisen vähän, joten sen ajan heikkoseinäisiä säiliöitä voitiin käyttää. 
Laitetta kehitettiin ensimmäisen maailmansodan aikana lisäämällä siihen hengitysrytmin mukaan säätyvä annostin ja rakentamalla happisäiliöitä, jotka kestivät 150 baarin paineen.
Ensimmäinen todella turvallinen sukelluslaite tehtiin vuonna 1943. Sen kehittivät ranskalaiset Jacques-Yves Cousteau ja Emil Cagnan. Laite perustui avoimeen virtaukseen, ja siinä käytettiin hengityskaasuna paineilmaa. Laitetta käytettiin menestyksekkäästi 60 metrin syvyydessä ja kokeiluluontoisesti jopa 90 metrin syvyydessä.
Nykyiset yleisimmät sukellusvälineet ovat periaatteeltaan juuri tuon laitteen kaltaisia.
Suomen ensimmäiset paineilmalaitteet koottiin romukaupasta löytyneistä entisistä ilmavoimien happipulloista ja itse suunnitelluista hengityssäätimistä. Hengityssäätimet valmisti John Stenbergin mekaaninen verstas. Laitteissa käytettiin sairaaloiden hengityskoneisiin tarkoitettuja letkuja. Ilmapullot olivat duralumiinia, ja niiden kapasiteetti oli 3 x 2 litraa 150 ilmakehän täyttöpaineella. Kovemmalle paineelle ei silloinen ainoa täyttöpaikka, AGAn tehdas, suostunut pulloja täyttämään. 200 ilmakehän täyttöpaine tuli käyttöön vasta, kun sukeltajat alkoivat saada omia kompressoreita. Aluksi kompressorit olivat ilmavoimien poistomyynneistä ostettuja käytettyjä laitteita, mutta uusien sukeltajille suunniteltujen korkeapainekompressorien maahantuonti alkoi varsin varhain. Alkuaikojen suosituin malli oli saksalainen Bauer Nereus (100 litraa/minuutti).[2]
Nykyaikaiset välineet
Sukelluslaitteisto mahdollistaa hengittämisen veden alla. Laitteisto koostuu paineilmasäiliöstä ja hengityssäätimestä.
Avoimen kierron paineilmalaite tai lyhyemmin paineilmalaite on yleisimmin käytetty sukelluslaite. Se on paineilmaa sisältävä säiliö, jonka ilmaa hengitetään hengityssäätimen (regulaattorin) kautta. Uloshengityksen aikana ilma puhalletaan hengityssäätimen kautta veteen, ja se näkyy pintaan nousevana kuplapilvenä.
Suljetun kierron laitteessa (rebreather) hengityskierto on suljettu. Laite käyttää hyväkseen sitä, että ihmisen elimistö ei käytä hyväkseen kaikkea sisäänhengitysilman happea. Normaalin ilman happipitoisuus on noin 21 %, ja uloshengitysilmassa happea on edelleen jäljellä 16–17 %. Suljetun kierron laitteisto ottaa uloshengitysilman talteen. Laitteisto suodattaa siitä pois elimistössä syntyneen hiilidioksidin. Lisäksi laitteisto tarkkailee hengityskaasun happipitoisuutta ja lisää siihen tarvittavan määrän happea. Koska sama hengityskaasu käytetään useaan kertaan, se riittää pitempiin sukelluksiin kuin avoimen kierron laitteissa. Suljetun kierron laitteet ovat myös hiljaisempia, koska uloshengityskuplia ei juurikaan ole. Suljetun kierron sukelluslaitteita käytetään muun muassa sotilassukelluksessa.
Puolisuljetun kierron laitteet toimivat samalla perusperiaatteella kuin suljetun kierron laitteet, mutta ne kierrättävät vain osan hengityskaasusta. Puolisuljetun kierron laitteissa hengityskaasu tuoreistetaan eli happea lisätään yleensä tietyllä vakiovirtauksella. Puolisuljetun kierron laitteesta poistuu jatkuvasti tietty määrä kaasua, mutta kuitenkin huomattavasti vähemmän kuin avoimen kierron laitteista. 
[3]
Paineilmasäiliö
Sukeltamisessa käytetään alumiinista tai teräksestä valmistettuja säiliöitä. Säiliöitä kutsutaan yleisesti sukellus- tai ilmapulloiksi. Tavalliset maksimitäyttöpaineet Suomessa ovat 200 ja 300 baaria. Yleisimmät säiliökoot ovat 10, 12 ja 15 litraa 200 baarin täyttöpaineella sekä 8, 10 ja 12 litraa 300 baarin täyttöpaineella. Myös tuplapulloja (esimerkiksi 2 x 7 litraa à 200 bar tai 2 x 7 litraa à 300 bar) käytetään.
Hengityssäädin
Hengityssäätimen eli regulaattorin tehtävä on alentaa paineilmasäiliössä olevan ilman korkea paine ympäröivän paineen tasolle, niin että sukeltaja voi hengittää ilmaa. Hengityssäädin myös annostelee ilman sukeltajalle, kun tämä hengittää sisään. Hengityssäädintä kutsutaan usein hiukan virheellisesti paineenalentimeksi, joka itse asiassa on vain yksi hengityssäätimen osa.
Mittaristot
Mittarilaitteikseen sukeltaja tarvitsee vähintään kellon, syvyysmittarin ja sukelluspulloon liitetyn painemittarin. 2000-luvulla sukellustietokone on osittain korvannut kellon ja syvyysmittarin, jotkut mallit myös painemittarin. Tarpeellinen on myös kompassi.
Sukelluspuku
Sukelluspukuna voidaan käyttää eri paksuista märkäpukua tai kuivapukua. Puvun valintaan vaikuttaa erityisesti veden lämpötila.
Märkäpuvun lämmönhukkaa vähentävä vaikutus perustuu eristävään neopreenikerrokseen ja siihen, että puku vähentää ihoa vasten olevan veden määrää. Märkäpuvussa ihon ja puvun väliin pääsee ohut kerros vettä, mutta koska oikeankokoinen märkäpuku on melko tiukka, vesikerros ihon ja puvun välissä ei juurikaan vaihdu, ja kehon lämpö lämmittää veden nopeasti.
Erittäin lämpimissä vesissä sukelluspuvun materiaalina käytetään myös pelkää lycra- tai nylonkangasta. Tällainen puku ei juurikaan eristä kylmältä, mutta se suojaa esimerkiksi naarmuilta ja auringolta.[4]
Kuivapuku on vesitiivis, joten sukeltaja pysyy täysin kuivana. Kuivapuvun lämmöneristys perustuu puvun alla käytettävään eristävään vaatekerrokseen, puvun sisään jäävään ilmaan tai eristekaasuun sekä puvun omaan materiaaliin.
Katso myös: Wanha herra
Tasapainotusliivi eli nostoliivi ja painot
Märkäpuvulla sukellettaessa nosteen kontrollointiin käytetään tasapainotusliiviä eli nostoliiviä. Liiviin lisätään tai siitä poistetaan ilmaa tarpeen mukaan. Kuivapuvulla sukellettaessa nostetta voidaan kontrolloida lisäämällä ja poistamalla puvun sisältämää ilmaa. Myös Kuivapuvulla sukellettaessa voidaan käyttää tasapainotusliiviä nosteen säätelyn lisänä, mutta se ei ole välttämätöntä.
Tasapainotusliivejä on eri tyyppisiä: takkimallinen ja wings-tyyppinen siipi. Näiden lisäksi on omana liivityyppinä voidaan nähdä ns. selkälevyllinen hihnastoratkaisu, johon eri varusteet (kuten pullot ja painot) on kiinnitetty. Yksi hihnastoratkaisuun perustuva tekniikkasukelluksessa käytettävä konfiguraatio on ns. Sidemount-varustus, jossa pullot sijaitsevat sukeltajan molemmilla sivuilla selän sijasta.
Sukeltaja pyrkii mahdollisimman neutraaliin nosteeseen, jotta hän ei kellu eikä uppoa. Silloin liikkuminen veden alla on vaivatonta ja miellyttävää, ja myös hengityskaasun kulutus on pienempi.
Yleensä sukeltaja joutuu kompensoimaan varusteidensa ja vartalonsa positiivista nostetta eli kelluvuutta lyijypainoilla. Painot kiinnitetään tavallisesti erilliseen painovyöhön tai tasapainotusliiviin. Myös erilaisia nilkka- ym. painoja on saatavilla.
Muut välineet
Hengityslaitteiden ja mittariston lisäksi sukeltaja tarvitsee yleensä varusteikseen märkä- tai kuivapuvun painovöineen, tasapainotusliivin, maskin, snorkkelin, räpylät ja sukelluspuukon sekä sukellusvalaisimen. Tarkka varustus riippuu sukelluskohteista ja siitä, millaisia sukelluksia tehdään. Varsinkin vaativammissa sukelluksissa mukana pidetään usein myös varavarusteita laiterikkojen varalta.
Viestintä
Veden alla ollessaan laitesukeltajat kommunikoivat keskenään muun muassa käsi-, valo- tai köysimerkeillä tai erityisillä sukeltajan puhelimilla. Merkit vaihtelevat jonkin verran.
Esimerkkejä

Käsimerkki "OK"
Käsimerkki "Pysy tässä syvyydessä"
Käsimerkki "Ylös"
Käsimerkki "Paineentasausvaikeuksia"

Urheilusukellus
Urheilusukellus () on sukelluslaitteiden kanssa tapahtuvaa veden alla liikkumista. Sukellusten teemana voi olla esimerkiksi suunnistus tai hylyllä käynti. Myös pelkkä veden alla liikkuminen sekä maisemien tai kalojen tarkkailu ovat mielenkiintoisia ja mieleenpainuvia kokemuksia. Urheilusukellus harrastuksena alkaa aina yhteydenotolla sukellusseuraan tai sukellusliikkeeseen.
Urheilusukellukseen on erilaisia koulutusjärjestelmiä, ja niillä on omat luokitussysteeminsä eritasoisille sukelluskursseille. Suomessa tavallisimmat koulutusjärjestelmät ovat CMAS ja PADI. CMAS-koulutusjärjestelmän korttiluokitukset ovat P1, P2 ja P3. P1 on ensimmäinen kurssi. Sen jälkeen sukeltaja saa sukeltaa korkeintaan 15 metrin syvyyteen, ja sukellusparin on oltava vähintään P2-kortin suorittanut sukeltaja. P2 on jatkokurssi, jonka jälkeen maksimisyvyys on 30 metriä. Tämä riittää yleensä kaikkeen normaaliin harrastussukellustoimintaan. P3 on syventävä jatkokurssi. Muissa koulutusjärjestelmissä (esimerkiksi NAUI ja PADI) on vastaavat luokitukset ja sukelluskortit. Esimerkiksi CMAS:n P3-kurssi vastaa PADIn Divemaster-luokitusta.

Tekniikkasukellus
Tekniikkasukellus vaatii oman erityskoulutuksensa, pitkän sukelluskokemuksen sekä tekniikkasukellukseen soveltuvat varusteet.
Tekniikkasukelluksiin kuuluvat yli 40–50m syvät sukellukset sekä vaativat luola- ja hylkysukellukset[1]. Usein tekniikkasukellukset ovat dekompressiosukelluksia. Erityisvälineistöön kuuluvat esimerkiksi erillinen argon-kaasupullo jota käytetään kuivapuvun täyttökaasuna lämmöneristävyyden parantamiseksi, sekä esimerkiksi neljä erillistä sukelluskaasupulloa omine annostimineen sukelluksen eri vaiheisiin. Varusteita kuten mittareita, lamppuja yms. on mukana kaksinkertainen määrä laiterikkojen aiheuttamien vaaratilanteiden minimoimiseksi.
Tekniikkasukelluksessa käytetään usein eri hengityskaasuseoksia eri syvyyksissä. Tavoitteena on maksimoida typen poistuminen ja estää happimyrkytys. Käytetyt kaasuseokset ovat:
puhdas happi: 0– 6 m (turvaraja hapen osapaine dekoissa 1,6 bar = 6 m, muutoin 1,4 bar = 4 m 100% happi)
happirikastettu ilma (nitroksi eli nitrox): riippuu seoksesta, yleensä 0–30 m
paineilma: 0–50 m
hapen, typen ja heliumin seos, (trimiksi eli trimix): syvät ja erittäin syvät sukellukset
Hengityskaasu vaihdetaan toiseksi kesken sukelluksen vaihtamalla kaasusäiliötä/hengityssäädintä (regulaattoria). Suljetun kierron laitteissa hengityskaasu voi vaihtua myös automaattisesti. 
Typen poistumista nopeutetaan hapella ja nitroksilla, happimyrkytystä ja typpinarkoosia eli syvyyshumalaa estetään trimiksillä.
Työsukellus, raskassukellus
Pintailmajärjestelmiä tai raskassukellusjärjestelmiä käytetään erityisesti työsukeltajien keskuudessa. Pintailmajärjestelmässä sukeltajan käyttämä ilma johdetaan sukeltajalle pinnalta letkuyhteyden avulla.
Saturaatiosukellus
Pääartikkeli: Saturaatiosukellus.
Saturaatio- eli kyllästesukellukset ovat pitkäkestoisia työsukelluksia. Ne tehdään seoskaasulla.
Ihmiskehon kudoksiin voi imeytyä ainoastaan tietty määrä kaasua. Saturaatiosukelluksessa saavutetaan saturaatiopiste, jonka jälkeen kehoon ei enää imeydy enempää kaasua. Saturaatioon tarvittava aika riippuu kaasuseoksesta ja sukellussyvyydestä. Yleensä saturaatioon tarvittava aika vaihtelee 24 ja 36 tunnin välillä. Saturaatiosukeltajaa voidaan pitää sukellussyvyydessä ilman että dekompressioaikaa tarvitsee kasvattaa.
Rajat sukelluksen kestolle asettaa sukeltajan henkinen ja fyysinen sietokyky.
Saturaatiosukelluksissa sukeltajat voidaan laskea sukelluskellolla säilytyssyvyyteen. Itse sukellukset tapahtuvat huomattavasti tätä syvemmällä. Näissä syvyyksissä suhteelliset paineen muutokset ovat pieniä, ja sukeltajat palaavat kelloon suoranousulla.
Toinen saturaatiosukellusmenetelmä on sukellussyvyydessä tapahtuva saturaatio. Sukeltajat viettävät koko sukellusajan sukellussyvyyttä vastaavassa paineessa. 
Saturaatiosukelluksen päättyessä sukeltajat joutuvat useita päiviä kestävään dekompressioon.
Sukeltajantauti
Pääartikkeli: Sukeltajantauti
Sukelluksen yhtenä riskinä on sukeltajantauti (dekompressiotauti), jonka syynä on liian nopea paineen väheneminen. Sukeltajantauti johtuu vereen liuenneiden kaasujen, erityisesti typen, muuntumisesta kaasukupliksi paineen vähentyessä. Paine vähenee pintaa kohti noustaessa, ja liian nopeassa nousussa typpi ei ehdi poistua hengitysilman kautta. Silloin typpi kaasuuntuu kupliksi verenkiertoon. Kuplat voivat aiheuttaa esimerkiksi verisuonten tukkeutumisen ja johtaa pahimmassa tapauksessa tajunnan menetykseen, kuolemaan tai esimerkiksi halvaantumiseen. Oikein toteutetuissa harrastesukelluksissa sukeltajantaudin riski on kuitenkin melko pieni. Sukeltajantaudille altistavia tekijöitä ovat muun muassa ylipaino, väsymys, nestehukka ja kylmyys. Useimmiten syynä onnettomuuksille on liian vähäinen kokemus sukelluksen vaativuuteen nähden tai piittaamattomuus turvallisuusohjeista.
Lähteet

Aiheesta muualla




Luokka:Sukellus
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit